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Umweltschutz in der Automobilindustrie

Motor, Kraftstoffe, Recycling

AutorDusan Gruden
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2008
Seitenanzahl414 Seiten
ISBN9783834895264
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis40,00 EUR
Umweltschutz ist heute eine wesentliche Dimension der modernen Automobilproduktion und des Automobils. Umweltschutzgesetze und -normen sind bei Herstellung und Nutzung des Automobils von außerordentlicher Bedeutung. Ohne die Erfüllung der Gesetze, ein geeignetes Umweltmanagement und eine Ökologische Gesamtanalyse (Life Cycle Assessment) ist heute ein verantwortungsvoller Umgang mit den Ressourcen nicht mehr denkbar. Das Buch beleuchtet die Konzepte der Industrie bis hin zum Recycling des Automobils sowie der Einfluss des Kraftstoffes bis hin zu den alternativen Kraftstoffen mit deren Einfluss auf das CO2 und den Treibhauseffekt.



Prof. Dr.-Ing. Dusan Gruden war über drei Jahrzehnte im Porsche Entwicklungszentrum Weissach für die Motorenentwicklung und Motorenforschung tätig, zuletzt als Direktor für das Ressort Umwelt und Energie der Porsche AG in Stuttgart. Heute ist er Honorarprofessor an der TU Wien und der Maschinenbaufakultät der Universität Kragujevac.


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Leseprobe
10 Die Zukunft des Automobils und seines Verbrennungsmotors (S. 359-360)

10.1 Einleitung

„Weil die Lebensdauer des Menschen begrenzt ist, weil er sterblich ist, muss er die Entfernung im Raum und das Säumen der Zeit besiegen. Für einen Gott, dessen Dasein unsterblich ist, hätte das Automobil keinen Sinn" (José Ortega y Gasset). Die oft irrationale Bindung der Menschen ans Auto lässt sich vielleicht so erklären: Das Automobil ist für fast alle Menschen ein von wenigen, wirklich teueren Konsumartikel, das sie kaufen und besitzen um frei und mobil zu sein.

Aus Wirtschafts- und Verkehrsdaten von Entwicklungs- bis zu Industrieländer ist zu entnehmen, dass höhere Wirtschaftsleistung immer auch mit größerer Verkehrsleistung zusammenhängt. Verkehr ist einerseits Voraussetzung für Wirtschaftsleistung, andererseits auch die Konsequenz des höheren Lebensstandards. Ein zentrales Ergebnis vieler Studien und Analysen deutet auf eine weitere Zunahme der Mobilität sowohl beim Individualverkehr, als auch beim öffentlichen Verkehr in den bevorstehenden Jahrzehnten hin. Die globalisierte Gesellschaft des 21. Jahrhunderts wird Mobilität als noch ein höheres Gut ansehen, als dies in der Vergangenheit der Fall war.

Im Personenverkehr wird das Auto seine dominierende Stellung nicht nur behaupten sondern noch weiter ausbauen. Dies beruht insbesondere auf den noch weiter zunehmenden Freizeit- und Urlaubsverkehr. Es wird prognostiziert, dass sich bis Mitte des Jahrhunderts die Anzahl der Fahrzeuge im weltweiten Verkehr fast verdoppeln wird, von ca. 700.000 im Jahr 2000, auf über 1,1 Milliarden [2]. Politischer und gesellschaftlicher Druck auf die Automobilindustrie Fahrzeuge zu entwickeln, die hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Abgas- und Geräuschemissionen, Recyclingfähigkeit d.h. hinsichtlich ihrer Umweltfreundlichkeit noch besser sind als heute, wird permanent bestehen.

Der technische Fortschritt und die Durchsetzung eines Produktes im Markt lässt sich aber nicht durch Gesetze erzwingen, wie das Beispiel Kaliforniens und die Forderung nach „ Zero Emission Vehicles" eindrucksvoll gezeigt hat [19]. Die Aufgabe eines Automobils kann nicht darin bestehen, kein Kraftstoff zu verbrauchen und keine Abgasemission zu produzieren. Die Vorteile welche das Automobil bietet müs sen auch bezahlt werden, durch den Kraftstoffverbrauch und durch die Abgasemissionen.

Die Aufgabe der Ingenieure in der Automobilindustrie besteht darin diese Kosten möglichst niedrig zu halten. Seit Jahrzehnten ist die Aufgabe der Ingenieure darauf ausgerichtet, den Kraftstoffverbrauch sowie die Schadstoff- und Geräuschemission zu senken, ohne dabei auf die guten Eigenschaften von Motoren und Fahrzeugen zu verzichten. Während in der Vergangenheit vor allem Kostenseite und technischen Daten im Vordergrund der Entwicklung standen, haben die Gesichtspunkte des Umweltschutzes und des Rohstoffverbrauchs vor Jahrzehnten den gleichen Stand genommen.

10.2 Das Problem der CO2-Emission

Die Sorgen über die Folgen einer erhöhten CO2-Konzentration in der Atmosphäre und des Treibhauseffekts sind z. Zt. zu einer der wichtigsten Aspekten bei der Entwicklung eines Automobils geworden. Eine zentrale umweltpolitische Herausforderung liegt in der Bekämpfung der anthropogenen Treibhausemissionen, nicht nur von CO2, sondern auch von CH4, N2O, PFC, HFC und SF6, wie dies im Kyoto-Protokoll 1977 festgelegt wurde. Im Vordergrund dieser Bekämpfung stehen Steigerung der Energieef. zienz, Maßnahmen zur Energieeinsparung und Förderung der erneuerbaren Energie. Dabei zeigt sich stets das Energiesparen die höchste Form des Umweltschutzes darstellt.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis9
1 Auto und Umwelt17
1.1 Einleitung17
1.2 Der Mensch und die Mobilität23
1.3 Umweltauswirkungen des Automobils26
1.4 Natürliche und anthropogene Emissionen27
1.5 Abwärme43
2 Umweltschutzgesetze in der Automobilindustrie45
2.1 Emissionen und Immissionen45
2.2 Konzentration, Dosis, Wirkung46
2.3 Grenzwerte für Innenluft50
2.4 Grenzwerte für Außenluft52
2.5 Nichtlimitierte Schadstoffe61
2.6 Geruch63
2.7 Geräusch, Lärm64
2.8 Umweltschutzgesetze66
2.9 Umweltschutzgesetze für die Produktion69
2.10 Umweltschutzgesetze für das Produkt77
2.11 Gesetze für Fahrzeuge im Verkehr98
3 Umweltschutz in der Produktion104
3.1 Integrierter Umweltschutz104
3.2 Voraussetzungen für einen aktiven Umweltschutz in der Produktion106
3.3 Stoff- und Energieströme113
3.4 Kreislaufwirtschaftsgesetz124
3.5 Emissionskataster129
3.6 Kostenaufwand für Umweltschutz129
3.7 Umwelt- oder Öko-Audit130
4 Umweltauswirkungen des Ottomotors140
4.1 Allgemeine Grundlagen140
4.2 Ottomotor147
4.3 Motorinterne Maßnahmen zur Schadstoffreduzierung153
4.4 Motorexterne Maßnahmen zur Schadstoffreduzierung160
4.5 Kraftstoffverbrauch und CO2- Emission174
4.6 Der Magermotor als Ziel der Entwicklung177
4.7 Geräuschemission185
5 Umweltauswirkungen des Dieselmotors190
5.1 Allgemeine Grundlagen190
5.2 Leistung und Kraftstoffverbrauch194
5.3 Abgasemissionen196
5.4 Motorinterne Maßnahmen zur Schadstoffreduzierung197
5.5 Motorexterne Maßnahmen zur Schadstoffreduzierung203
5.6 Kraftstoffverbrauch und CO2- Emission221
5.7 Geräuschemission224
6 Betriebsstoffe und Umwelt230
6.1 Einleitung230
6.2 Kraftstoffe und Motoreigenschaften231
6.3 Kraftstoffe und Abgasemission237
6.4 Anforderungen an Kraftstoffe243
6.5 Ökologische Bilanz250
6.6 Alternative Kraftstoffe252
6.7 Aussichten für die Zukunft269
6.8 Andere Betriebsstoffe273
7 Auto im Verkehr275
7.1 Einleitung275
7.2 Mobilität und Verkehr275
7.3 Auto und Mobilität276
7.4 Umweltbelastungen des Verkehrs280
7.5 Verkehrsmanagement283
7.6 Information und Kommunikation (Telematik)289
7.7 Integration unterschiedlicher Verkehrssysteme292
7.8 Individuelles Fahrverhalten297
8 Über das Recycling von Altfahrzeugen302
8.1 Einleitung302
8.2 Produktverantwortung304
8.3 Stand der Technik bei Recycling von Altautos305
8.4 Recyclingverfahren319
8.5 Design for Recycling – Recyclinggerechtes Konstruieren323
8.6 Langlebigkeit der Produkte336
8.7 Ökobilanz – Life Cycle Assessment (LCA)337
9 Umweltauswirkungen des Automobils341
9.1 Auto als Teil der Gesellschaft341
9.2 Prophezeiungen über Katastrophen341
9.3 Umweltauswirkungen des Automobils343
9.4 Umweltauswirkungen des Automobils im Vergleich zu anderen Emittenten368
10 Die Zukunft des Automobils und seines Verbrennungsmotors371
10.1 Einleitung371
10.2 Das Problem der CO2- Emission372
10.3 Alternative Antriebssysteme373
10.4 Aussichten für die Zukunft394
10.5 Lebensdauer des Automobils408
Sachwortverzeichnis415

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